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中国核潜艇工程备忘录
陈右铭 李忠效 著
第六章在核潜艇的“摇篮”里(中)
李忠效插叙——
关于1:1模型方案的产生以及模型所起的作用,近年来我听到很多不同的说法,除了陈右铭等人所说起到“重大作用”以外,也有人说,1:1模型的最大作用是给当时的知青徒工看的,另外是用它催货。
后来供货单位会议在船厂召开。出席会议的大多数是各厂供销人员。1:1模型对技术人员作用不大。另外,1:1模型的方案到底是怎么来的,没有材料能说明。
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2019年4月4曰,我在拜访舰船研究院原副院长、91岁的尤子平时,特地向他请教关于1:1模型的情况。当年他是719所副总工程师,对这件事情的来龙去脉比较清楚。听了他的介绍,我的心里更有数了。
1:1模型,不是什么人凭空想出来的,最早源于719所负责结构设计的工程师丛者彦的一个创意。这个创意的起因,是由于水声所(706所)和总体所(719所)在水声设备安装问题一直在“吵架”,最后被尤子平逼出来的一个方案。
当时潜艇声呐的作用距离近,海军不满意,海军装备部门有关人员对水声所的领导说:你的设备太落后了!
其实造成“落后”现象的原因很多,既有设备本身的质量问题,也有设备体积太小的问题。体积小,功率就小,功能就低。
潜艇的声呐安装在艇首,而艇首的空间狭窄,设备又特别多,光是几个鱼雷发射管,就把艇首的空间占满了。所以声呐设备只能安装在导流罩(俗称“大鼻子”)里面。这个导流罩的空间也很有限,不能太大,如果大了,结构强度不行。
海军责怪水声所,水声所领导叫苦连天,就怪总体所不给他们空间。水声所的人对总体所的人说:你要给我地方,我这个设备要做大,发现目标距离远,又精确。现在我的设备安装到船上,你给我一个小房间,我只能安排一个小个子去睡了。大房间才能装大设备。总体所说:不行,我的东西多着呢!
尤子平认为,潜艇在水下,雷达用不上,声呐是潜艇的眼睛和耳朵,声呐不好用,等于潜艇变成了聋子和瞎子。尤子平觉得水声所说的话有道理。当时的常规潜艇是03型和33型,都是流线型船体,艇首是尖的,空间小,没有办法。核潜艇的头部是圆的,空间应该会大些。尤子平在719所负责这方面的工作,他就叫结构和总体的设计人员去想办法,争取解决水声所和总体所的这个矛盾。
大约在1967年底的时候,结构研究室的工程师丛者彦提出了一个方案:将艇首的设计图做成一个1米左右的立体模型。这个模型一出来,大家都说好,平面图上的内容立体化了,什么东西在哪里,一目了然。
后来总体所把这个模型从葫芦岛拿到远在武汉的706所去征求意见,706所的所长一看,高兴坏了,连声说:好极了,好极了!你们解决了大问题。你们总体的事情,我们又不懂,有了这个直观的模型,就好办了。
受到这个艇首模型的启发,尤子平等人又想起了多年前的一个030型潜艇的全尺寸模型。
早在1959年大跃进时代,海军科研部部长于笑虹提出并组织了“科研合作社”,即联合各科研单位共同研发装备,以弥补海军科研力量的不足。当时哈军工三系邓三瑞等人提出研发小潜艇,海军表示赞同并予以支持,组成“小潜艇设计组(代号032产品)”,挂靠在船舶产品设计院一室三科,科长是尤子平,设计组人员来自哈军工、上海交大、海军工程学院、设计院三科等单位。那时大家对潜艇设计都不熟悉,于是提议先在江南造船厂造一个全尺寸模型(代号030)。这个模型于I960年做成了,但是并不理想,一是小潜艇较简单,二是内部装备不齐,三是当时重点放到仿制产品上,而032产品的设计班子又是多方凑成的,各单位都有自己的任务,难以持久,后来便不了了之。这个全尺寸模型一直搁置在江南造船厂。
据尤子平介绍,核潜艇的设计工作一共分三个阶段,第一阶段是初步设计,第二阶段是技术设计,第三阶段是施工设计。
初步设计的方案审查是在北京饭店进行的,曾经出了很多笑话。
当时正处于“文化大革命”中,设计工作不能正常开展,核动力装置部分未达到该设计阶段规定应达到的深度要求,这种情况反映在总体设计上面,图纸只能留下了一些空白“天窗”,
说是审查图纸,没有数据的图纸怎么审查?只不过是走个形式而已,方案审查虽遗留了不少问题,也只能同意转入下阶段设计工作,要求在第二阶段设计中补充完整并固化技术状态。
在技术设计阶段,首先要确定核动力,技术问题不能含糊,一是一,二是二,可是有一个很重要的问题在总体所与核动力所之间纠缠不清,那便是分工问题,也就是核潜艇到底是以谁为主的问题。两家吵成一锅粥,尤子平介绍,当时的情况是到北京开会开会开会,吵架吵架吵架,吵了半天也不解决问题。
核动力研究所的人认为,核潜艇应以核动力为主。
总体研究所的人认为,核潜艇也是船,把核反应堆装到了船上,当然要以船为主。
两种观点僵持不下。
据尤子平分析,之所以会出现核动力研究所坚持核潜艇以核动力为主的观点,有两个原因,一是认知上的差异。在当时历史条件下,搞核的人不熟悉船,搞船的人不熟悉核,彼此产生误解;二是在09工程下马期间成立的十五所在实践中产生的错觉。1962年核潜艇工程下马,上级为了继续进行核动力的预研,专门成立了以核动力专业为主的第十五研究所,各室人员多达几十人,上百人,而这个研究所的总体科却只有七八个人。总体科的任务是根据核动力研究的情况,进行船体设计。这就给搞核动力研究的人员造成一个错觉——总体是作为配合专业附属于核动力部门的。因此,核动力所就提出一个方案,与核动力装置相关的3个舱室,都归核动力所管。091型核潜艇一共有7个舱室,其余4个舱归总体所。其实,他们不理解,整个艇都与动力装置有关,是不好分割的。
总体所认为,动力,不管是什么动力,只是船的一部分。核动力也不例外。
尤子平有一个观点:造船的原则应该是——设备要服从系统,系统要服从总体。设备、系统必须为船服务,因为船是要打仗的。反过来,总体要照顾系统,系统要适应设备.
尤子平说:我们造船,对这些问题很清楚,驱逐舰上的蒸汽锅炉是锅炉厂造的,舰上的系统都归你锅炉厂?没有嘛!设备系统什么的,都是由我总体统一来考虑。核动力所搞不清楚,就是从一开始上马,把反应堆的地位拾得太高了。另外他们对造船不熟悉。
在这种情况下,尤子平与彭士禄沟通,怎么把技术设计搞下去,彭士禄很大气地说:我带人到葫芦岛去!因为那时719所设在葫芦岛。
1967年12月,彭士禄带领核动力研究试验基地(代号为909 )的一二百人,浩浩荡荡地开进719所。彭士禄此行的任务有两个,一是与总体协调,完成091的技术设计;二是为即将在四川青衣江开工的909基地代号为196的3个动力舱室的模式堆做施工设计。这个模式堆将来是要上艇的,196基地的人,没见过艇,再不与总体所协商,陆上模式堆都没法施工。
1968年3月,在909基地的鼎力支持之下,总体技术设计终于完成。
技术设计完成以后,只是在纸面上落实了一项工作,那些协作单位提供的设备数据,要让工厂去制造,一丝一毫都不能差,一旦出现差错,代价太大。可工厂的工人两眼一抹黑,很多工人连图纸都看不懂。所长夏桐和副所长宋文荣与大家一起研究,怎么办?有人想到丛者彦为水声所制作的那个艇首模型,大家又联想到030全尺寸模型,于是夏桐提出了建造1:1的全艇模型的设想。夏桐“靠边站”以后,主要是宋文荣在主持做这件事。
在修改书稿过程中,我非常意外地找到一份模型组组长宋学斌写的关于1: 1模型的文章《091首制艇1: 1模型的设计与建造》,比较详细地介绍了 1:1模型设计与建造的过程,现摘录如下——
1967年091艇完成技术设计之后,我们就面临着如何开展施工设计的问题。当时我们还是潜艇设计的新兵,719所1965年才建所,除了少数老同志参加过03、31潜艇的仿制,以及后来的034艇扩初设计和“小潜艇”的方案设计外,绝大部分同志都是第一次参加潜艇设计,而面临的又是从未见过的核潜艇。对按照技术设计图纸进行施工设计,其准确性如何,我们没有十分的把握。更令人担心的是,这样设计出来的艇能否满足海军战斗使用和日常维修保养的要求。于是,我所提出建造一个1: 1实艇模型,我们期望通过1: 1模型解决艇上所有机电设备、仪表、系统管路、电缆的合理布置和精确定位,并取得全艇总布置的协调平衡,以便预先给工厂、艇队一个直观形象的核潜艇,做到预先暴露矛盾后,解决矛盾,为施工设计提供准确始设计依据,避免实艇建造产生返工浪费。
一、准备阶段
各有关方面都一致认为有必要设计建造1: 1模型,可是1: 1模型是个什么样子,怎样建造1:1模型,我们心里没有底。因此,模型组成立后的第一项任务就是调查研究。1967年初,我和杨学宏、王修应同志去上海江南造船厂调查030小艇模型的建造情况。030是一条小艇(实艇没造),设备数量少,模型制作较简单。但是030小艇模型确实给了我们不少启发,使我们对实艇模型有了一些具体概念。由于09艇直後大,任何一个耐压隔舱的容积都比030全艇的容积大,每个舱又都是多层布置,舱内设备多,重量大,如何保证整体模型的刚度,确保模型的设计安装尺寸以及测量的精度,而又要做到建造模型简易、经济和逼真,这就是我们要解决的主要问题。
我们通过调查研究,写出了 “091艇1: 1模型的模拟原则”,作为设计建造1: 1模型的指导性文件。为了解决1: 1模型的建造,我们又和船厂多次研究了所需提供的基本图纸。从图纸资料准备阶段起,我们就建立了“舱室长制”,各耐压船舱有专人负责。在我们进行全艇糢型图纸资料准备的同时,全艇大小机电设备都已投入北京、大连、錦州等地的模型加工厂,按实际图纸加以适当简化进行制作。
二、建造阶段
模型的总体安装设计,从1968年初开始,又经过三个月的准备,与工厂共同商定了模型建造方案和安装方法,选定了各种模型制作材料。在全艇模型安装前,厂、所共同成立了 1:1模型领导小组,由船厂谷元良、周志祥和我负责现场技术总协调和调度。从1968年7月开始,先从后辅机舱进行试点安装,在突破一点取得经验的基础上,于10月份开始全面安装设计。我们把全艇模型分为I舱、II - III舱、IV - V舱、VI-VII舱四大纵段,采取纵段建造,分层安装,合拢协调的建造方法。
在模型总体安装设计阶段,各舱的舱室长发挥了很大作用。舱室长实际上是各舱的总管家,各舱大小设备的定位,各式各样仪表的排列组合,各种系统管路、电缆的走向铺设以及所有舷侧阀件开孔的确定,还有各类机座的结构形式都要经过舱室长的初步协调平衡,才能定位安装。舱室长要严格检查每一个上艇安装件的完整性和定位的精确性。
1968年底,各纵段分舱安装安全建造结束后,即开始全艇合拢,并进行全艇总的协调平衡。我们分别对全艇的系统管路、电缆、舷侧和隔壁开孔,基座定位逐舱进行了三次总平衡,最后定案。于1969年初完成了模型总装。
三、建造结果
1:1模型根据确定的原则,全艇模型设计制作得较详尽,这是图纸上无法相比的。艇内大型机电设备,包括基座在内,全部按专门要求的糢型图,加工制作木质或铁质模型,设备之间的管路、电缆也像实艇一样安装铺设,对小型设备、仪表90%以上都装上了模型。全艇系统管路多达70余种,几乎全部都用塑料管或薄铁皮,细圆铁棒按实艇加以制作。全部主、辅电缆也都到电缆导板表示。内部船体结构、分舱也都按实艇加以模拟。这就使得1: 1模型非常逼真地表达了 091核潜艇的总布置设技,为其施工设计和建造安装打下了坚实可靠的基础。
——待续——
前文回顾:
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